JP2008248122A - 接着剤組成物及びそれを用いたダイボンドフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】ギャップフィル性能に優れると共に、耐リフロー性に優れる接着剤組成物を提供する。
【解決手段】
(A)フェノキシ樹脂 100質量部
(B)エポキシ樹脂 5〜200質量部
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
0.5〜15質量部
(D)エポキシ樹脂硬化触媒 触媒量、及び
(E)無機充填剤 (A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部
を含む接着剤組成物。
【選択図】なし
【解決手段】
(A)フェノキシ樹脂 100質量部
(B)エポキシ樹脂 5〜200質量部
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
0.5〜15質量部
(D)エポキシ樹脂硬化触媒 触媒量、及び
(E)無機充填剤 (A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部
を含む接着剤組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、接着剤組成物に関し、詳細には、フェノキ樹脂とシリコーン変性樹脂を含み、基板表面の形状によく沿い、ボイドの無い接着層を形成する接着剤組成物に関する。
半導体装置は、IC回路が形成された大径のシリコンウエハをダイシング(切断)工程で半導体チップに切り分け、リードフレームに硬化性の液状接着剤(ダイボンド剤)等で熱圧着、接着固定(マウント)し、電極間のワイヤボンディングの後、ハンドリング性や外部環境からの保護ため、封止することにより製造されている。この封止形態としては、樹脂によるトランスファーモールド法が、量産性に優れ、安価なため、最も一般的に用いられている。
基板には、基板上の配線等回路要素による凸部が在る。そのような基板に半導体チップを熱圧着する際に、ダイボンド剤が該凸部と凸部の間を埋めずに空気が残ると、これがリフロー炉で加熱されて膨張し、接着剤層を破壊する場合がある。特に、近年、鉛フリーはんだに対応した耐リフロー性の温度も高温(265℃)となり、ボイドが形成されないようにしなければならない。
上記問題を解決するため、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びエポキシ基含有アクリル系共重合体及び硬化促進剤を含む組成物が知られている(特許文献1)。
特開2003−60127号公報
上記アクリル系共重合体は、柔軟性であるが、耐熱性に劣るという問題がある。そこで、本発明は、基板上に形成された回路パターンの凸部と凸部の間を埋める性能(以下「ギャップフィル性能」という)に優れると共に、耐リフロー性に優れる接着剤組成物を提供することを目的とする。
即ち、本発明は、
(A)フェノキシ樹脂 100質量部
(B)エポキシ樹脂 5〜200質量部
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
0.5〜15質量部
(D)エポキシ樹脂硬化触媒 触媒量、及び
(E)無機充填剤 (A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部
を含む接着剤組成物である。
(A)フェノキシ樹脂 100質量部
(B)エポキシ樹脂 5〜200質量部
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
0.5〜15質量部
(D)エポキシ樹脂硬化触媒 触媒量、及び
(E)無機充填剤 (A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部
を含む接着剤組成物である。
本発明の接着剤組成物は、フェノキシ樹脂を含み、シリコーン変性エポキシ樹脂及び又はフェノール樹脂を含むことによって、ギャップフィル性に優れ、可撓性の硬化物を与える。
(A)フェノキシ樹脂
フェノキシ樹脂としては、例えばエピクロルヒドリンとビスフェノールAもしくはF等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。このようなフェノキシ樹脂としては商品名PKHC、PKHH、PKHJ(いずれも巴化学社製)、ビスフェノールA、ビスフェノールF混合タイプの商品名エピコート4250、エピコート4275、エピコート1255HX30、臭素化エポキシを用いたエピコート5580BPX40(いずれも日本化薬社製)、ビスフェノールAタイプの商品名YP-50、YP-50S、YP-55、YP-70(いずれも東都化成社製)、JER E1256、E4250、E4275、YX6954BH30、YL7290BH30(いずれもジャパンエポキシレジン社製)などがあげられる。
フェノキシ樹脂としては、例えばエピクロルヒドリンとビスフェノールAもしくはF等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。このようなフェノキシ樹脂としては商品名PKHC、PKHH、PKHJ(いずれも巴化学社製)、ビスフェノールA、ビスフェノールF混合タイプの商品名エピコート4250、エピコート4275、エピコート1255HX30、臭素化エポキシを用いたエピコート5580BPX40(いずれも日本化薬社製)、ビスフェノールAタイプの商品名YP-50、YP-50S、YP-55、YP-70(いずれも東都化成社製)、JER E1256、E4250、E4275、YX6954BH30、YL7290BH30(いずれもジャパンエポキシレジン社製)などがあげられる。
(B)エポキシ樹脂
本発明で用いられるエポキシ樹脂(B)としては、1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有する化合物が好ましい。このようなエポキシ化合物としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン又はこのハロゲン化物のジグリシジルエーテル及びこれらの縮重合物(いわゆるビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等)、ブタジエンジエポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、レゾルシンのジグリシジルエーテル、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ジフェニルエーテル、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキセン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、1,2−ジオキシベンゼン或いはレゾルシノール、多価フェノール又は多価アルコールとエピクロルヒドリンとを縮合させて得られるエポキシグリシジルエーテル或いはポリグリシジルエステル、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック型フェノール樹脂(或いはハロゲン化ノボラック型フェノール樹脂)とエピクロルヒドリンとを縮合させて得られるエポキシノボラック(即ち、ノボラック型エポキシ樹脂)、過酸化法によりエポキシ化したエポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ポリブタジエン、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
本発明で用いられるエポキシ樹脂(B)としては、1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有する化合物が好ましい。このようなエポキシ化合物としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン又はこのハロゲン化物のジグリシジルエーテル及びこれらの縮重合物(いわゆるビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等)、ブタジエンジエポキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド、レゾルシンのジグリシジルエーテル、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ジフェニルエーテル、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキセン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、1,2−ジオキシベンゼン或いはレゾルシノール、多価フェノール又は多価アルコールとエピクロルヒドリンとを縮合させて得られるエポキシグリシジルエーテル或いはポリグリシジルエステル、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック型フェノール樹脂(或いはハロゲン化ノボラック型フェノール樹脂)とエピクロルヒドリンとを縮合させて得られるエポキシノボラック(即ち、ノボラック型エポキシ樹脂)、過酸化法によりエポキシ化したエポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化ポリブタジエン、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
なお、本発明の目的を損なわない量で、モノエポキシ化合物を配合することは差し支えなく、このモノエポキシ化合物としては、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、オクチレンオキシド、ドデセンオキシドなどが例示される。また、用いるエポキシ樹脂は必ずしも1種類のみに限定されるものではなく、2種もしくはそれ以上を併用することができる。
(B)エポキシ樹脂の配合量は、フェノキシ樹脂100質量部に対して5〜200質量部、特に10〜100質量部であることが好ましい。エポキシ樹脂の配合量が少なすぎると接着力が劣る場合があり、多すぎると接着剤層の柔軟性が不足する場合がある。
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂
シリコーン変性樹脂は、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はフェノール樹脂と下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサンのSiH基との付加反応により得られるものが好ましい。
HaRbSiO(4-a-b)/2 (1)
式(1)中、Rは置換又は非置換の一価の炭化水素基、aは0.01〜0.1、好ましくは0.02〜0.09、bは1.8〜2.2、好ましくは1.9〜2.1、但しa+bが1.81〜2.3の数である。好ましくは、SiH基の数が、1分子当たり平均で1〜5である。
シリコーン変性樹脂は、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はフェノール樹脂と下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサンのSiH基との付加反応により得られるものが好ましい。
HaRbSiO(4-a-b)/2 (1)
式(1)中、Rは置換又は非置換の一価の炭化水素基、aは0.01〜0.1、好ましくは0.02〜0.09、bは1.8〜2.2、好ましくは1.9〜2.1、但しa+bが1.81〜2.3の数である。好ましくは、SiH基の数が、1分子当たり平均で1〜5である。
Rとしては、炭素数1〜10、特に1〜8のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、キシリル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これらの水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したフロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基を挙げることができる。
シリコーン変性樹脂は、1分子中の珪素原子の数が10〜200、より好ましくは10〜100である。珪素原子の数が10未満ではシリコーン含量が少ないために、シリコーン変性基導入による接着力の向上効果が十分ではない。反対に、200より多い場合は、シリコーン変性樹脂のフェノキシ樹脂に対する相溶性が低下するため、ギャップフィル性能やフィルム作成時の塗工性が低下する傾向がある。
好ましくは、下記式(1)で表されるシリコーン変性樹脂及び式(2)で表されるシリコーン変性樹脂から選ばれる少なくとも1種である。
式中、Rは上述のとおりであり、R1は水素原子又はグリシジル基、R2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は−CH2CH2CH2−、−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH2CH2−又は−O−CH2CH2CH2−であり、好ましくは−CH2CH2CH2−であり、nは10〜100、好ましくは10〜60の整数、pは1〜50の整数、好ましくは10〜30、qは1〜50、好ましくは10〜30の整数である。
式中、Rは上述のとおりであり、R1は水素原子又はグリシジル基、R2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は−CH2CH2CH2−、−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH2CH2−又は−O−CH2CH2CH2−であり、好ましくは−CH2CH2CH2−であり、nは10〜100、好ましくは10〜60の整数、pは1〜50の整数、好ましくは10〜30、qは1〜50、好ましくは10〜30の整数である。
(式中、Rは上記と同じ、R1は水素原子又はグリシジル基、R4は水素原子、R5は二価の炭化水素基であって、好ましくは炭素数1〜5、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基であり、mは10以上、好ましくは10〜60、より好ましくは10〜40の整数である。)
ここで、R1のグリシジル基は、下記式で示されるものである。
ここで、R1のグリシジル基は、下記式で示されるものである。
(C)シリコーン変性樹脂の配合量は、フェノキシ樹脂100質量部に対して0.5〜15質量部、好ましくは1〜10質量部である。前記下限値未満ではシリコーン変性基導入による接着力の向上効果が得られない。また前記上限値より多いと、組成物の粘度が高くなり、ギャップフィル性能が低下する傾向がある。
(D)エポキシ樹脂硬化触媒
本発明で用いるエポキシ樹脂硬化触媒としては、リン系触媒、アミン系触媒等が例示される。リン系触媒としては、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスホニウムトリフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、及び下記に示すような化合物が挙げられる。
式中、R8〜R15は水素原子又はフッ素、臭素、よう素などのハロゲン原子、あるいは炭素原子数1〜8のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基、トリフルオロメチル基、フェニル基などの非置換もしくは置換一価炭化水素基であり、総ての置換基が同一でも、おのおの異なっていても構わない。
本発明で用いるエポキシ樹脂硬化触媒としては、リン系触媒、アミン系触媒等が例示される。リン系触媒としては、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスホニウムトリフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、及び下記に示すような化合物が挙げられる。
式中、R8〜R15は水素原子又はフッ素、臭素、よう素などのハロゲン原子、あるいは炭素原子数1〜8のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基、トリフルオロメチル基、フェニル基などの非置換もしくは置換一価炭化水素基であり、総ての置換基が同一でも、おのおの異なっていても構わない。
またアミン系触媒としては、ジシアンジアミド、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体などが挙げられる。
本発明におけるエポキシ樹脂硬化触媒は、これらの中から1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。好ましくはジシアンジアミドが使用される。該エポキシ樹脂硬化触媒の配合量は、触媒量とすることができる。
無機充填剤(E)
本発明で用いられる無機充填剤(E)としては、シリカ微粉末、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、銀粒子等の導電性粒子の充填剤を使用することができる。その配合量としては、(A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部、より好ましくは10〜700質量部、最も好ましくは100〜500質量部である。該配合量が、前記下限値未満では、無機充填剤の配合目的を十分に達成することが難しく、一方、前記上限値を超えては、組成物の粘度が高くなり、取り扱い性が悪くなる。
本発明で用いられる無機充填剤(E)としては、シリカ微粉末、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、銀粒子等の導電性粒子の充填剤を使用することができる。その配合量としては、(A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部、より好ましくは10〜700質量部、最も好ましくは100〜500質量部である。該配合量が、前記下限値未満では、無機充填剤の配合目的を十分に達成することが難しく、一方、前記上限値を超えては、組成物の粘度が高くなり、取り扱い性が悪くなる。
無機充填剤の平均粒径は、0.1〜10μmが好ましく、さらに好ましくは0.5〜7μmである。無機充填剤の平均粒径がこの範囲内にあると、フィルム表面の性状を良好に保ちやすく、均一なフィルムを得やすい。また、最近、要求される接着剤層の厚みは、15〜50μmであるが、無機充填剤の平均粒径が前記範囲内にあると、2次凝集した粒子が存在しても、その部分がフィルムの要求厚み以上となりにくいために、前記要求を満たしやすい。
エポキシ樹脂の硬化剤
本発明の接着剤組成物には、エポキシ樹脂の硬化剤を用いることができる。この硬化剤としては、従来から知られているエポキシ樹脂用の種々の硬化剤を使用することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、メタキシリレンジアミン、メンタンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンなどのアミン系化合物;エポキシ樹脂−ジエチレントリアミンアダクト、アミン−エチレンオキサイドアダクト、シアノエチル化ポリアミンなどの変性脂肪族ポリアミン;ビスフェノールA、トリメチロールアリルオキシフェノール、低重合度のフェノールノボラック樹脂、エポキシ化もしくはブチル化フェノール樹脂或いは“Super Beckcite”1001[日本ライヒホールド化学工業(株)製]、“Hitanol”4010[(株)日立製作所製]、Scado form L.9(オランダScado Zwoll社製)、Methylon 75108(米国ゼネラルエレクトリック社製)などの商品名で知られているフェノール樹脂などの、分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を含有するフェノール樹脂;“Beckamine”P.138[日本ライヒホールド化学工業(株)製]、“メラン”[(株)日立製作所製]、“U−Van”10R[東洋高圧工業(株)製]などの商品名で知られている炭素樹脂;メラミン樹脂、アニリン樹脂などのアミノ樹脂;式HS(C2H4OCH2OC2H4SS)nC2H4OCH2OC2H4SH(n=1〜10の整数)で示されるような1分子中にメルカプト基を少なくとも2個有するポリスルフィド樹脂;無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸などの有機酸もしくはその無水物(酸無水物)などが挙げられる。上記した硬化剤のうちでもフェノール系樹脂(フェノールノボラック樹脂)が、本発明の組成物に良好な成形作業性を与えるとともに、優れた耐湿性を与え、また毒性がなく、比較的安価であるので望ましいものである。上記した硬化剤は、その使用にあたっては必ずしも1種類に限定されるものではなく、それら硬化剤の硬化性能などに応じて2種以上を併用してもよい。
本発明の接着剤組成物には、エポキシ樹脂の硬化剤を用いることができる。この硬化剤としては、従来から知られているエポキシ樹脂用の種々の硬化剤を使用することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、メタキシリレンジアミン、メンタンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンなどのアミン系化合物;エポキシ樹脂−ジエチレントリアミンアダクト、アミン−エチレンオキサイドアダクト、シアノエチル化ポリアミンなどの変性脂肪族ポリアミン;ビスフェノールA、トリメチロールアリルオキシフェノール、低重合度のフェノールノボラック樹脂、エポキシ化もしくはブチル化フェノール樹脂或いは“Super Beckcite”1001[日本ライヒホールド化学工業(株)製]、“Hitanol”4010[(株)日立製作所製]、Scado form L.9(オランダScado Zwoll社製)、Methylon 75108(米国ゼネラルエレクトリック社製)などの商品名で知られているフェノール樹脂などの、分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を含有するフェノール樹脂;“Beckamine”P.138[日本ライヒホールド化学工業(株)製]、“メラン”[(株)日立製作所製]、“U−Van”10R[東洋高圧工業(株)製]などの商品名で知られている炭素樹脂;メラミン樹脂、アニリン樹脂などのアミノ樹脂;式HS(C2H4OCH2OC2H4SS)nC2H4OCH2OC2H4SH(n=1〜10の整数)で示されるような1分子中にメルカプト基を少なくとも2個有するポリスルフィド樹脂;無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸などの有機酸もしくはその無水物(酸無水物)などが挙げられる。上記した硬化剤のうちでもフェノール系樹脂(フェノールノボラック樹脂)が、本発明の組成物に良好な成形作業性を与えるとともに、優れた耐湿性を与え、また毒性がなく、比較的安価であるので望ましいものである。上記した硬化剤は、その使用にあたっては必ずしも1種類に限定されるものではなく、それら硬化剤の硬化性能などに応じて2種以上を併用してもよい。
この硬化剤の量は、(A)フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂との反応を妨げない範囲で、その種類に応じて適宜調整される。一般には前記エポキシ樹脂100質量部に対して1〜100質量部、好ましくは5〜50質量部の範囲で使用される。硬化剤の使用量が1質量部未満では、本発明の組成物を良好に硬化させることが困難となる場合があり、逆に100質量部を超えると、経済的に不利となるほか、エポキシ樹脂が希釈されて硬化に長時間を要するようになり、更には硬化物の物性が低下するという不利が生じる場合がある。
その他、本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損わない範囲内で、カーボンブラック、無機系あるいは有機系の顔料、染料等の着色剤、濡れ向上剤、酸化防止剤、熱安定剤等の添加剤などを目的に応じて添加することができる。
接着剤組成物の調製方法
本発明の接着剤組成物は、上記(A)フェノキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂、(C)シリコーン変性樹脂、(D)エポキシ樹脂硬化触媒、(E)無機充填剤、及び使用する場合にはエポキシ樹脂の硬化剤、その他の成分を常法に準じて混合することにより調製することができる。
本発明の接着剤組成物は、上記(A)フェノキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂、(C)シリコーン変性樹脂、(D)エポキシ樹脂硬化触媒、(E)無機充填剤、及び使用する場合にはエポキシ樹脂の硬化剤、その他の成分を常法に準じて混合することにより調製することができる。
接着剤組成物の使用方法
上記で得られた本発明の接着剤組成物は、例えば、該接着剤組成物をトルエン、シクロヘキサノン、NMPなどの非プロトン性極性溶媒に適当な濃度に溶解し、基板上に塗布、乾燥して、被着体を圧着した後、加熱硬化して使用する。或いは、溶媒に適当な濃度に溶解した接着剤組成物を支持基材上に塗布、乾燥し、接着層を形成したフィルムを調製する(以下、これをダイボンドフィルムとする)。該ダイボンドフィルムの、接着層側を回路基板上に対向させて基板上に貼り付け、支持機材を剥離した後、シリコンチップ等の被着体を熱圧着した後、加熱硬化して接着する。支持基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン等のフィルム、紙、金属箔等、あるいはこれらの表面を離型処理したもの、又はこれらの表面に粘着剤層を施与したものを用いることができる。
上記で得られた本発明の接着剤組成物は、例えば、該接着剤組成物をトルエン、シクロヘキサノン、NMPなどの非プロトン性極性溶媒に適当な濃度に溶解し、基板上に塗布、乾燥して、被着体を圧着した後、加熱硬化して使用する。或いは、溶媒に適当な濃度に溶解した接着剤組成物を支持基材上に塗布、乾燥し、接着層を形成したフィルムを調製する(以下、これをダイボンドフィルムとする)。該ダイボンドフィルムの、接着層側を回路基板上に対向させて基板上に貼り付け、支持機材を剥離した後、シリコンチップ等の被着体を熱圧着した後、加熱硬化して接着する。支持基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン等のフィルム、紙、金属箔等、あるいはこれらの表面を離型処理したもの、又はこれらの表面に粘着剤層を施与したものを用いることができる。
支持基材上に接着剤組成物を塗布した後の乾燥条件としては、常温〜200℃、特に80〜150℃で1分〜1時間、特に3〜10分間とすることが好ましい。該接着剤層の膜厚は目的に応じ選択することができ、5〜100μm、特に10〜40μmであることが好ましい。被着体の圧着は、圧力0.01〜10MPa、特に0.1〜2MPaで行い、その後の接着剤層の硬化は、温度100〜200℃、好ましくは120〜180℃で30分〜5時間、特に1〜2時間で硬化させることが好ましい。
該ダイボンドフィルムは、ダイシング・ダイボンド用接着テープとして使用することができる。ダイシング工程において、基材フイルムを剥離し、ウエハーを接着剤層に熱圧着して固定する。熱圧着条件は、接着剤層の組成により種々選択することができるが、通常は40〜120℃で0.01〜0.2MPaである。次いで、ダイシング後、接着剤層が付着した状態でチップを取り出し(ピックアップ)、このチップをリードフレームに熱圧着した後、加熱硬化することにより接着させる。この熱圧着条件は、ウエハーと接着剤層の熱圧着条件と同様にすることができ、また加熱硬化条件は、上述のとおりである。ダイシング・ダイボンド用以外にも、本発明の組成物は接着剤として、種々の用途に使用することができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
シリコーン変性したエポキシ基と反応性を有する樹脂としては、下記のものを使用した。下記式(1)で表されるシリコーン変性エポキシ樹脂(式中、Rはメチル基、R1はグリシジル基、R2は水素原子、R3は−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH2CH2−、p=5、q=5、n=10):
下記式(2)で表されるシリコーン変性フェノール樹脂(式中、Rはメチル基、R1は水素原子、R5は(−CH2CH2CH2−)、R4はメチル基、m=10):
下記式(2)で表されるシリコーン変性フェノール樹脂(式中、Rはメチル基、R1は水素原子、R5は(−CH2CH2CH2−)、R4はメチル基、m=10):
[実施例1〜4、比較例1、参考例1]
フェノキシ樹脂(JER社製 JER E1256)20質量部をシクロヘキサノン20質量部に溶解し、該溶液にシリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂(RE310S、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬社製)、硬化触媒ジシアンジアミド(DICY−7、JER(株)製)、シリカ(SE2050、アドマテックス社製)の70質量%シクロヘキサノン溶液を下記表1に示す配合量(質量部)で混合し、接着剤組成物を調製した。なお、表1において、数値は固形分である。
フェノキシ樹脂(JER社製 JER E1256)20質量部をシクロヘキサノン20質量部に溶解し、該溶液にシリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂(RE310S、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬社製)、硬化触媒ジシアンジアミド(DICY−7、JER(株)製)、シリカ(SE2050、アドマテックス社製)の70質量%シクロヘキサノン溶液を下記表1に示す配合量(質量部)で混合し、接着剤組成物を調製した。なお、表1において、数値は固形分である。
ダイボンドフィルムの作製
前記で得られた接着剤組成物を、フッ素シリコーン離型剤で被覆した厚さ50μmのPETフィルム上に塗布し、120℃で10分間加熱乾燥し、25μmの接着層を形成して、ダイボンドフィルムを作製した。
前記で得られた接着剤組成物を、フッ素シリコーン離型剤で被覆した厚さ50μmのPETフィルム上に塗布し、120℃で10分間加熱乾燥し、25μmの接着層を形成して、ダイボンドフィルムを作製した。
得られたダイボンドフィルムを用い、硬化後のダイボンドフィルムの特性を下記方法により評価した。結果を表1に示す。
せん断接着力
10mm×10mmのシリコンウェハーと3mm×3mmのシリコンウェハーのポリッシュ面間に、5mm×5mm×25μmの接着層を挟んで固定された試験片を作成した。即ち、前記で得られたダイボンドフィルムを、直径8インチのシリコンウェハーに貼り付けて、これを5mmx5mm角のチップに切断した。次いで、切断片を、背面に切断された接着フィルムが付着した状態でピックアップし、これを10mm×10mmの別のシリコンウェハーの中央部に、170℃、0.1MPaの条件で1秒熱圧着した。得られた積層体を175℃で4時間加熱処理して接着剤層を硬化させ、接着用試験片を作製した。その後、Dage社製のDage4000を用いて、速度200μm/秒、高さ50μmでせん断接着力(MPa)を測定した。
10mm×10mmのシリコンウェハーと3mm×3mmのシリコンウェハーのポリッシュ面間に、5mm×5mm×25μmの接着層を挟んで固定された試験片を作成した。即ち、前記で得られたダイボンドフィルムを、直径8インチのシリコンウェハーに貼り付けて、これを5mmx5mm角のチップに切断した。次いで、切断片を、背面に切断された接着フィルムが付着した状態でピックアップし、これを10mm×10mmの別のシリコンウェハーの中央部に、170℃、0.1MPaの条件で1秒熱圧着した。得られた積層体を175℃で4時間加熱処理して接着剤層を硬化させ、接着用試験片を作製した。その後、Dage社製のDage4000を用いて、速度200μm/秒、高さ50μmでせん断接着力(MPa)を測定した。
湿熱後のせん断接着力
前記のせん断接着力測定用試験片と同様の試験片を作成し、85℃/85%RH条件下で168時間放置した後、上記同様に、せん断接着力を測定した。
前記のせん断接着力測定用試験片と同様の試験片を作成し、85℃/85%RH条件下で168時間放置した後、上記同様に、せん断接着力を測定した。
25μmギャップフィル性能
5mm×5mm×500μmの透明ガラスチップの一方の面に、各樹脂組成物を塗布して接着剤層(膜厚:40μm)を形成した。得られた接着剤層付き透明ガラスチップを、ライン/スペース=50/50μm、平均高さ25μmの配線パターンを有するPCB上に、該接着剤層が該PCBと接するように、170℃、0.1MPa、1秒の条件でダイボンドした。ダイボンド後にワイヤボンドの熱履歴に相当する175℃、1時間の熱履歴を加えた後に、EMC封止に相当する175℃、7MPa、90秒の条件でプレスし、得られた擬似デバイスを顕微鏡にて観察して、配線間のギャップが埋められてボイドが無いものをA、一箇所でもボイドがあるものをBとした。結果を表1に示す。
5mm×5mm×500μmの透明ガラスチップの一方の面に、各樹脂組成物を塗布して接着剤層(膜厚:40μm)を形成した。得られた接着剤層付き透明ガラスチップを、ライン/スペース=50/50μm、平均高さ25μmの配線パターンを有するPCB上に、該接着剤層が該PCBと接するように、170℃、0.1MPa、1秒の条件でダイボンドした。ダイボンド後にワイヤボンドの熱履歴に相当する175℃、1時間の熱履歴を加えた後に、EMC封止に相当する175℃、7MPa、90秒の条件でプレスし、得られた擬似デバイスを顕微鏡にて観察して、配線間のギャップが埋められてボイドが無いものをA、一箇所でもボイドがあるものをBとした。結果を表1に示す。
接着ダイボンドフィルムの硬化前の溶融特性および保存安定性を確認するために以下の測定を行った。これらの結果を表1に併記する。
保存安定性能
接着剤層を、20層積層して約500μmになるように積層体を形成した。得られた接着剤積層体のせん断粘度を、HAAKE社製MARSにより測定した。積層体成型直後の粘度に対する、75℃で168時間放置した後の試験片の粘度(熱履歴後の粘度/初期の粘度)の比を求め、該比が10未満は良好、10以上は不良とした。結果を表1に示す。
接着剤層を、20層積層して約500μmになるように積層体を形成した。得られた接着剤積層体のせん断粘度を、HAAKE社製MARSにより測定した。積層体成型直後の粘度に対する、75℃で168時間放置した後の試験片の粘度(熱履歴後の粘度/初期の粘度)の比を求め、該比が10未満は良好、10以上は不良とした。結果を表1に示す。
表1に示すように、シリコーン変性樹脂を含む実施例1〜4の組成物から得られる硬化物は、比較例1の硬化物に比べて、湿熱後であっても、高い接着力を維持した。またシリコーン変性樹脂が適正量以上に配合された組成物の参考例1は実施例に比較してギャップフィル性能と保存安定性に劣った。
本発明の接着剤組成物は、ギャップフィル性に優れ、耐熱衝撃性の接着層を形成する。該接着剤層を備えたダイボンドフィルムは、半導体装置の製造に大変有用である。
Claims (5)
- (A)フェノキシ樹脂 100質量部
(B)エポキシ樹脂 5〜200質量部
(C)シリコーン変性エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
0.5〜15質量部
(D)エポキシ樹脂硬化触媒 触媒量、及び
(E)無機充填剤 (A)、(B)、(C)、(D)成分の合計量100質量部に対して5〜900質量部
を含む接着剤組成物。 - 成分(A)100質量部に対して、1〜10質量部の成分(C)を含む請求項1記載の接着剤組成物。
- 成分(C)が、1分子当たり10〜200個の珪素原子を含む請求項1または2記載の接着剤組成物。
- 成分(C)が、下記式(1)で表されるシリコーン変性樹脂及び式(2)で表されるシリコーン変性樹脂から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項記載の接着剤組成物。
(Rは置換されていてよい一価の炭化水素基、R1は水素原子又はグリシジル基、R2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R3は−CH2CH2CH2−、−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH2CH2−又は−O−CH2CH2CH2−、nは10〜100の整数、pは1〜50の整数、qは1〜50の整数である。)
(Rは置換されていてよい一価の炭化水素基、R1は水素原子又はグリシジル基、R4は水素原子、R5は二価の炭化水素基、mは10以上の整数である。) - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着剤組成物が施与されてなるダイボンドフィルム。
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JP2007092074A JP2008248122A (ja) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | 接着剤組成物及びそれを用いたダイボンドフィルム |
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US20110223420A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Adhesive composition and sheet for forming semiconductor wafer-protective film |
JP2016011427A (ja) * | 2015-09-07 | 2016-01-21 | 古河電気工業株式会社 | 接着フィルム、ウェハ加工用テープおよび接着フィルムの製造方法 |
-
2007
- 2007-03-30 JP JP2007092074A patent/JP2008248122A/ja active Pending
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